SZIGETELŐK, FÉLVEZETŐK, VEZETŐK

Átírás

1 SZIGETELŐK, FÉLVEZETŐK, VEZETŐK ITRISIC (TISZTA) FÉLVEZETŐK E EXTRÉM AGY TISZTASÁG (kb: Si, v. Ge, 1 szennyező atom) HIBÁTLA KRISTÁLYSZERKEZET abszolút nulla hőmérsékleten T = 0K = elektron kevés ELEKTRO szobahőmérsékleten T = 290K ugyanannyi ELEKTROHIÁY (LYUK) Térbeli szerkezet: Si, Ge: 4 vegyérték GYÉMÁTRÁCS 1 OZITÍV TÖLTÉSHORDOZÓ 2 SZEYEZETT (ADALÉKOLT) FÉLVEZETŐK. -TÍUS SZEYEZETT (ADALÉKOLT) FÉLVEZETŐK. -TÍUS -típus pl: Si, v. Ge + Arzén adalék As: 5 vegyérték, 1 felesleges elektron (kb: 10 6 Si, v. Ge 1 As) -típus pl: Si, v. Ge + Indium adalék In: 3 vegyérték, 1 elektronhiány (kb: 10 6 Si, v. Ge 1 In) abszolút nulla hőmérsékleten T = 0K szobahőmérsékleten T = 290K abszolút nulla hőmérsékleten T = 0K szobahőmérsékleten T = 290K szabad elektronok ELEKTRO- VEZETÉS DOOR nívó (As) ugyanannyi helyhezkötött negatív In ion ugyanannyi helyhezkötött pozitív As ion AKCETOR nívó (In) szabad lyukak LYUK- VEZETÉS 3 4

2 - ÁTMEET (külső feszültség nélkül) - ÁTMEET (ún. záróirányú külső feszültséggel) még szétválasztva -típus diffúzió, rekombináció -típus KISZÉLESEDETT KIÜRÍTETT RÉTEG em folyhat áram! az összeérintés pillanatában - ÁTMEET elektronok és lyukak diffúziója KIÜRÍTETT RÉTEG FÉMVEZETÉK - ÁTMEET FÉMVEZETÉK EGYESÚLY In, As ionok ellentétes irányú töltése (nincs töltéshordozó! SZIGETELŐ!) FÉM-FÉLVEZETŐ ÁTMEET FÉM-FÉLVEZETŐ ÁTMEET - ÁTMEET (ún. nyitóirányú külső feszültséggel) - ÁTMEET MIT EGYEIRÁYÍTÓ ELKESKEYEDETT KIÜRÍTETT RÉTEG Még mindig nem folyhat áram! félvezető dióda - ÁTMEET U < U küszöb ELEGEDŐE AGY YITÓIRÁYÚ FESZÜLTSÉGÉL A KIÜRÍTETT RÉTEG ELTŰIK Ún. nyitóirányú áram folyik! A dióda rajzjele: + I - vezet - + nem vezet U > U küszöb rekombináció Biológiai analógia: SZIASZIS lyukáram elektronáram

3 DIÓDAKARAKTERISZTIKÁK (az ideális dióda) DIÓDAKARAKTERISZTIKÁK (valóságos félvezető dióda) I I (A) U 0 U (V) Váltóáram egyenirányítása: szinuszjel egyenirányított szinuszjel 0,3 V 0,7 V Ennél a küszöbfeszültségnél fogy el a kiürített réteg TÉRVEZÉRLÉSŰ TRAZISZTOR I. ( FET = Field Effect Transistor ) TÉRVEZÉRLÉSŰ TRAZISZTOR II. ( FET = Field Effect Transistor ) (nyelő) (nyelő) KIÜRÍTETT RÉTEG nagy áram KIÜRÍTETT RÉTEG kis áram (kapu) (kapu) A vezető csatorna keresztmetszete, így ellenállása is a GATE feszültséggel változtatható (forrás) R = ρ kis drain-source ellenállás: l A nagy A vezető csatorna keresztmetszete, így ellenállása is a GATE feszültséggel változtatható (forrás) R = ρ nagy drain-source ellenállás: l A kicsi

4 TÉRVEZÉRLÉSŰ TRAZISZTOR III. ( FET = Field Effect Transistor ) AALÓG JELFELDOLGOZÓ REDSZER (ERŐSÍTŐ) Szimbóluma: Képe: D 5 mm G S Más elven működő ún. rétegtranzisztorok: kollektor bázis emitter FESZÜLTSÉGOSZTÓ OTECIOMÉTER MIT ERŐSÍTŐ? FESZÜLTSÉGOSZTÓ OTECIOMÉTER MIT ERŐSÍTŐ?

5 FESZÜLTSÉGOSZTÓ OTECIOMÉTER MIT ERŐSÍTŐ? Egy feszültségosztó tagjaként a FET ellenállása (R 1 ) feszültséggel (U be ) vezérelhető. AZ ELEKTROMOS ERŐSÍTŐ ALAELVE a kimenő feszültség (U ki ) is megváltozik Egyéb erősítő építőelemek: elektroncső tranzisztor integrált áramkör (IC) AZ ELEKTROMOS ERŐSÍTŐ JELLEMZŐI AALÓG JELFELDOLGOZÓ REDSZER (MEGJELEÍTŐK) Erősítő az az áramkör, amelynél: ki > be A ki be teljesítménytöbblet külső energiaforrásból származik. A teljesítmény egy része hővé alakul. Teljesítményerősítés: Feszültségerősítés: k i A = be U ki AU = U be Erősítésszint: (decibel, db) n n ( db) ( db) = 10lg U = 20lg U (ha R ki = R be ) ki be ki be

6 LCD (Liquid Crystal Display) MEGJELEÍTŐK I. (folyadékkristályos kijelző) az elemi cella (IXEL) működése LCD (Liquid Crystal Display) MEGJELEÍTŐK I. (folyadékkristályos kijelző) az elemi cella (IXEL) keresztezett irányú polarizátorok keresztezett irányú polarizátorok A fény polarizációs síkja elcsavarodik A fény kiléphet VILÁGOS CELLA A fény polarizációs síkja elcsavarodik A fény kiléphet VILÁGOS CELLA SÖTÉT CELLA A fény polarizációs síkja nem tud elcsavarodni A fény nem léphet ki LCD MEGJELEÍTŐK II. a színes pixel (RGB) az emberi szem érzékenysége LCD MEGJELEÍTŐK III. (a mátrix áramkör) a képernyő részlete Red Green Blue G R B Az RGB színek súlyozott összeadásával az összes szín előállítható

7 LCD MEGJELEÍTŐK IV. (Monitor, TV) ^xääxåxá ~tüöváéçç ÇÇxÑx~xà4